數(shù)據(jù)采集卡分類

基于PC總線的板卡種類很多，其分類方法也有很多種。按照板卡處理信號(hào)的不同可以分為模擬量輸入板卡（A/D卡）、模擬量輸出板卡（D/A卡）、開(kāi)關(guān)量輸入板卡、開(kāi)關(guān)量輸出板卡、脈沖量輸入板卡、多功能板卡等。其中多功能板卡可以集成多個(gè)功能，如數(shù)字量輸入/輸出板卡將模擬量輸入和數(shù)字量輸入/輸出集成在同一張卡上。根據(jù)總線的不同，可分為PXI/CPCI板卡和PCI板卡。較小有效位(lsb)表示可以檢測(cè)到的較小間隔，對(duì)于12位數(shù)字轉(zhuǎn)換器，較小有效位為1/4096或2。

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數(shù)據(jù)采集卡主要技術(shù)參數(shù)

數(shù)據(jù)采集卡主要技術(shù)參數(shù)有如下幾個(gè)指標(biāo)：（1）通道數(shù)：即板卡可以采集幾路信號(hào)，分為單端和雙端（差分）。常用的有單端32路/差分16路、單端16路/差分8路。（2）采樣頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，與AD芯片的轉(zhuǎn)換一個(gè)點(diǎn)所需時(shí)間有關(guān)，例如：AD轉(zhuǎn)換一個(gè)點(diǎn)需要T=10us，則其采樣頻率f=1/T為100K（即100kHz），即每秒鐘AD芯片可以轉(zhuǎn)換100K的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)。常有100K、250K、500K、800K、lM、40M等。（3）緩存：主要用來(lái)存儲(chǔ)AD芯片轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。帶緩存板卡可以設(shè)置采樣頻率，否則不可改變。緩存有RAM和FIFO兩種。FIFO主要用作數(shù)據(jù)緩沖，存儲(chǔ)量不大，速度快；RAM一般用于高速采集卡，存儲(chǔ)量大，速度較慢。（4）分辨率：采樣數(shù)據(jù)較低位所代表的模擬量的值，常有12位、14位、16位等。如12位分辨率，當(dāng)電壓量程為5000mV，單位增量為（5000mV）/4096=1.22mV（注：2的12次方為4096）。（5）精度：測(cè)量值和真實(shí)值之間的誤差，即測(cè)量準(zhǔn)確度。一般用滿量程FSR（Full Scale Range）的百分比表示，常見(jiàn)的如0.05%FSR、0.1%FSR等。如滿量程范圍為0~10V，其精度為0.1%FSR，則誤差在10mV以內(nèi)。（6）量程：輸入信號(hào)的幅度，常用有±5V、±10V0～5V、0~10V。（7）增益：輸入信號(hào)的放大倍數(shù)，分為程控增益和硬件增益。通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡的電壓放大芯片將AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行固定倍數(shù)的放大，有兩種型號(hào)PGA202（1、10、100、1000）和PGA203（1、2、4、8）的增益芯片。（8）觸發(fā)：可分為內(nèi)觸發(fā)和外觸發(fā)兩種，特定啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換方式。科研工作者對(duì)信號(hào)的獲取與分析的需求從不停歇，而采集卡的形態(tài)、樣式也在推陳出新，新的處理手段——如多核CPU、并行GPU，F(xiàn)PGA處理能力也日新月益，推動(dòng)整個(gè)數(shù)據(jù)采集行業(yè)不斷進(jìn)步。

高速數(shù)據(jù)采集卡之FMC子板

在高速數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，F(xiàn)PGA因靈活性和可擴(kuò)展性為連接不同的外部I/O提供了必要的條件。但如果不是統(tǒng)一的io標(biāo)準(zhǔn)，則會(huì)造成連接器和子板種類眾多，接口中不統(tǒng)一，重復(fù)設(shè)計(jì)的局面。為了避免這些問(wèn)題，之前的設(shè)計(jì)一般遵循PMC和XMC標(biāo)準(zhǔn)，但因這些標(biāo)準(zhǔn)多年前制訂，而且主要針對(duì)單板計(jì)算機(jī)之類的解決方案，而不是FPGA，故而需要一種針對(duì)FPGA的子板標(biāo)準(zhǔn)，這種規(guī)范被叫FMC規(guī)范。4GHz四核處理器，板載圖形處理器，8GBRAM，專門(mén)用于系統(tǒng)安裝的256GB固態(tài)硬盤(pán)，Windows7操作系統(tǒng)等配置。